中考数学常考的圆的六种题型
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中考题中常考的圆的六种解题策略
第一种场景:遇到弦。
轴对称性是圆的基本性质,垂径定理及其推论就是根据圆的轴对称性总结出来的,它们是证明线段相等、角相等、垂直关系、弧相等和一条弦是直径的重要依据.遇弦作弦心距是圆中常用的辅助线.当圆的题目中出现弦的知识点的时候,我们需要迅速联想到弦相关的定理和一些性质,比如垂径定理、弦心距、勾股定理等.
例1.如图,AB是⊙O的直径,弦CD⊥AB于点E,点P在⊙O上,且PD∥CB,弦PB与CD交于点F
(1)求证:FC=FB;
(2)若CD=24,BE=8,求⊙O的直径.
【分析】(1)根据两平行弦所夹的弧相等,得到弧PC=弧BD,然后由等弧所对的圆周角相等及等角对等边,可以证明FC=FB.(2)连接OC,在Rt△OCE中用勾股定理计算出半径,然后求出直径.
【解答】(1)证明:∵PD∥CB,∴弧PC=弧BD,∴∠FBC=∠FCB,
∴FC=FB.
(2)解:如图:连接OC,设圆的半径为r,在Rt△OCE中,OC=r,OE=r﹣8,CE=12,∴r²=(r﹣8)²+12²,
解方程得:r=13.所以⊙O的直径为26.
【点评】本题考查的是垂径定理,(1)题根据平行弦所夹的弧相等,等弧所对的圆周角相等,等角对等边,可以证明两条线段相等.(2)
题根据垂径定理得到CE=12,然后在直角三角形中用勾股定理
求出半径,再确定圆的直径.
当出现直径的条件时,我们也要快速联想圆心角、圆周角等性质,进而构造等腰三角形、直角三角形等图形,从而求解后面的问题。
例2.如图,在⊙O中,将弧BC沿弦BC所在直线折叠,折叠后的弧与直径AB相交于点D,连接CD.
(1)若点D恰好与点O重合,则∠ABC=______ °;
(2)延长CD交⊙O于点M,连接BM.猜想∠ABC与∠ABM的数量关系,并说明理由.
【分析】(1)根据折叠的性质和圆周角定理解答即可;
(2)作点D关于BC的对称点D',利用对称的性质和圆周角定理解答.【解答】(1)∵由折叠可知:∠OBC=∠CBD,
∵点D恰好与点O重合,∴∠COD=60°,
∴∠ABC=∠OBC=1
2
∠COD=30°;故答案为:30;
(2)∠ABM=2∠ABC,理由如下:
作点D关于BC的对称点D',连接CD',BD',
∵对称,∴∠DBC=∠D'BC,DC=D'C,连接CO,D'O,AC,∴∠AOC=2∠ABC,∠D'OC=2∠D'BC,
∴∠AOC=∠D'OC,∴AC=D'C,
∵DC=D'C,∴AC=DC,∴∠CAD=∠CDA,
∵AB是直径,∴∠ACB=90°,∴∠CAD+∠ABC=90°,
设∠ABC=α,则∠CAD=∠CDA=90°-α,
∴∠ACD=180°﹣∠CAD﹣∠CDA=2α,即∠ACD=2∠ABC,∵∠ABM=∠ACD,∴∠ABM=2∠ABC.
切线的定义是:一直线若与一圆有且只有一个交点,那么这条直线就是圆的切线。一般如果题目给出有切线,那么我们可以考虑添加过切点的半径,进而连结圆心和切点,利用切线的性质和定理构造出直角或直角三角形,从而使用勾股定理解出一些边角关系。
例3.(2018秋•海淀区期末)如图,AB是⊙O的弦,半径OE⊥AB,P为AB的延长线上一点,PC与⊙O相切于点C,CE与AB交于点F.
(1)求证:PC=PF;
(2)连接OB,BC,若OB∥PC,BC=32,
3
tan
4
P ,求FB的长.
【分析】(1)连接OC,根据切线的性质以及OE⊥AB,
可知∠E+∠EFA=∠OCE+∠FCP=90°,从而可知∠EFA=∠FCP,
由对顶角的性质可知∠CFP=∠FCP,所以PC=PF;
(2)过点B作BG⊥PC于点G,由于OB∥PC,且OB=OC,BC=32,从而
可知OB=3,易证四边形OBGC是正方形,所以OB=CG=BG=3,所以BG
PG
=
3
4
,
所以PG=4,由勾股定理可知:PB=5,所以FB=PF﹣PB=7﹣5=2.【解答】(1)连接OC,∵PC是⊙O的切线,∴∠OCP=90°,
∵OE=OC,∴∠E=∠OCE,
∵OE⊥AB,∴∠E+∠EFA=∠OCE+∠FCP=90°,∴∠EFA=∠FCP,
∵∠EFA=CFP,∴∠CFP=∠FCP,∴PC=PF;
(2)过点B作BG⊥PC于点G,
∵OB∥PC,∴∠COB=90°,
∵OB=OC,BC=32,∴OB=3,
∵BG⊥PC,∴四边形OBGC是正方形,∴OB=CG=BG=3,
∵
3
tan
4
P ,∴
BG
PG
=
3
4
,∴PG=4,∴由勾股定理可知:PB=5,
∵PF=PC=7,∴FB=PF﹣PB=7﹣5=2.
第四种场景:遇到相交切线(切线长定理),
这个和上面的切线有点类似,碰到这种特殊的情况,我们常常更多会考虑连结圆心和切点,或者连结圆心和圆外的一点,或者按需求连结两切点。通过这几个不同的操作,我们可以得出一些特殊的三角形和边角关系,比如全等、相似、垂直、边角关系等等,非常好用。
例4.如图所示,在梯形ABCD中,AD∥BC,AB⊥BC,以AB为直径的⊙O与DC相切于E.已知AB=8,边BC比AD大6.
(1)求边AD、BC的长;
(2)在直径AB上是否存在一动点P,使以A、D、P为顶点的三角形与△BCP相似?若存在,求出AP的长;若不存在,请说明理由.
【分析】过D作DF⊥BC于F,设AD=x,则DE=AD=x,EC=BC=x+6,根据勾股定理就到一个关于x的方程,就可以解得AD的长;△ADP和△BCP相似,有△ADP∽△BCP和△ADP∽△BPC两种情况进行讨论,根据相似三角形的对应边的比相等,就可以求出AP的长.
第五种场景:三角形内切圆。
一般碰到这个场景我们会作以下辅助线:过圆心作三角形各边的垂线段或者连结圆心到各三角形顶点,思路同样是构造特殊的边角关系和三角形。这里有两个非常重要的性质必须清楚记得:1、圆心到三角形顶点的连线是角平分线;2、圆心到三角形三边的距离相等。
例5.(2019•武汉模拟)如图,AB=AC,CD⊥AB于点D,点O是∠BAC 的平分线上一点,⊙O与AB相切于点M,与CD相切于点N
(1)∠AOC=______;